Analisis dan Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1 Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok C3, D3 dan E3 di Perumahan Pakuan Regency, Bogor.

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Analisis dan
Evaluasi Saluran Drainase Dengan Model Epa Swmm 5.1 Pada Cluster Lara
Santang Untuk Blok C3, D3 Dan E3 Di Perumahan Pakuan Regency, Bogor
adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal dari atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2015
Hesekiel Ryan Hidayat Napitupulu
NIM F44110039

iv

ABSTRAK
HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU. Analisis dan Evaluasi Saluran
Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1 Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok
C3, D3 dan E3 di Perumahan Pakuan Regency, Bogor. Dibimbing oleh SUTOYO.
Drainase merupakan salah satu komponen infrastruktur yang penting untuk
menyalurkan kelebihan air. Kelebihan air dapat disebabkan oleh intensitas hujan
yang tinggi atau akibat dari durasi hujan yang lama. Saat ini keberadaan sistem
drainase merupakan salah satu penilaian infrastruktur perkotaan yang sangat
penting terutama pada daerah perumahan. Penelitian ini bertujuan untuk
menganalisis sistem drainase di perumahan Pakuan Regency, Bogor pada Cluster
Lara Santang dengan menggunakan pemodelan EPA SWMM 5.1 terhadap
besarnya limpasan dan mengevaluasi kesesuaian saluran drainase. Hasil dari
simulasi pemodelan SWMM 5.1, curah hujan rencana sebesar 144 mm dengan
lama efektif hujan 3 jam. Debit limpasan maksimum pada subcatchment sebesar
254.37 liter/detik yaitu pada S1 dan limpasan minimum sebesar 146.07 liter/detik
yaitu pada S3. Total infiltrasi berkisar 0.61 sampai 1.74 mm untuk setiap
subcatchment. Debit aliran maksimum pada saluran mencapai 450 liter/detik yaitu
pada saluran C5. Secara keseluruhan sistem jaringan drainase pada Perumahan
Pakuan Regency, Bogor di Cluster Lara Santang dapat menampung seluruh debit

limpasan sesuai dengan curah hujan rencana. Sementara untuk saluran terjadinya
over capacity pada beberapa saluran yaitu C3, C4, C5, C6 dan C7. Selisih biaya
dari dimensi awal dengan dimensi optimal sesuai kapasitas saluran sebesar Rp
16,372,000.00.
Kata kunci: EPA SWMM 5.1, limpasan, curah hujan rencana, drainase.

ABSTRACT
HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU. Analysis and Evaluation of
Drainage Channel with EPA SWMM 5.1 Model from Cluster Lara Santang for
Block C3, D3 dan E3 in Pakuan Regency Residence, Bogor. Supervised by
SUTOYO.
Drainage is one of the essential components of infrastructure to channel the water
excess. Water excess can be occurred as the result of the high rainfall intensity or
the long periode of rainfall. Recently, the presence of the drainage system one of
the critical parameters of urban infrastructure assessment, particularly in the
residential areas. This study aims to analyze the drainage system in Pakuan
Regency Residence, Bogor from Cluster Lara Santang for Block C3, D3 dan E3
using EPA SWMM 5.1 modelling to the amount of runoff and evaluate the
suitability of drainage channel. The result of SWMM 5.1 modelling simulation
shows that rainfall design is 144 mm with the effective rainfall intensity 3 hours.

The maximum runoff discharge in subcatchment is 254.37 l/s i.e at S1 while the
minimum runoff discharge is 146.07 l/s i.e. at S3. Total infiltration is ranged from

v

0.61 to 1.74 mm for each subcatchment. The maximum water flow discharge
reach 450 l/s in C5 channel. Overall, the drainage network system in Lara
Santang Cluster, Pakuan Regency can retain all the runoff discharge based on
rainfall design. While for conduit occur an over capacity at C3, C4, C5, C6, and
C7. The difference cost from the beginning dimensions with the optimal
dimensions is Rp 16,372,000.00.
Keywords: EPA SWMM 5.1, runoff, rainfall design, drainage.

vi

vii

ANALISIS DAN EVALUASI SALURAN DRAINASE DENGAN
MODEL EPA SWMM 5.1 PADA CLUSTER LARA SANTANG
UNTUK BLOK C3, D3 DAN E3 DI PERUMAHAN PAKUAN

REGENCY, BOGOR

HESEKIEL RYAN HIDAYAT NAPITUPULU

Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

viii

x

xi

PRAKATA
Puji dan syukur dipanjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala
berkat dan kasih karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan.
Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2015 hingga Juni 2015 dengan
judul Analisis dan Evaluasi Saluran Drainase dengan Model EPA SWMM 5.1
Pada Cluster Lara Santang Untuk Blok C3, D3 dan E3 di Perumahan Pakuan
Regency, Bogor.
Terima kasih diucapkan kepada Sutoyo, S.TP., M.Si selaku dosen
pembimbing akademik, atas arahan, bimbingan, dan bantuan selama penelitian
berlangsung, Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS dan Dr. Ir. Erizal, M.Agr selaku dosen
penguji ujian akhir. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak
Maman dari Perumahan Pakuan Regency atas jasa yang telah diberikan selama
penelitian berlangsung. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua
orangtua penulis Bapak Bangun Pulungan Napitupulu dan Ibu Marlyn Butar
Butar, serta seluruh keluarga, atas doa dan dukungan yang diberikan.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Hendri Saputro, Roberto
Situmorang, Paulus Marbun dan teman-teman SIL48 atas doa, bantuan dan
dukungannya dalam penyusunan karya ilmiah ini.

Karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan
saran sangat diperlukan untuk perbaikan penulisan selanjutnya. Semoga ide yang
disampaikan dalam karya ilmiah ini dapat tersampaikan dengan baik dan
memberikan manfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Bogor, Juni 2015

Hesekiel Ryan Hidayat Napitupulu

xii

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang

xiii
xiii
xiv

1
1

Perumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

3

Drainase Perkotaan

3

Analisis Hidrologi

3

EPA SWMM

5

METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian

6
6

Peralatan dan Bahan

6

Metode Penelitian

7

HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar Umum Lokasi Penelitian

12
12

Analisis Hidrologi Curah Hujan Rencana

14

Analisis dengan Pemodelan SWMM 5.1

15

SIMPULAN SAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP

24
24
24
25
37

xiii

DAFTAR TABEL
Tabel 1 Nilai Depression storage

8

Tabel 2 Harga infiltrasi maksimum dari berbagai kondisi tanah

8

Tabel 3 Harga infiltrasi minimum dari berbagai kondisi tanah

9

Tabel 4 Tipikal harga koefisien kekasaran Manning, n

10

Tabel 5 Curah hujan harian maksimum Dramaga

14

Tabel 6 Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana

14

Tabel 7 Perbandingan Uji Kecocokan Jenis Distribusi

15

Tabel 8 Nilai karakteristik subcatchment cluster Lara Santang

15

Tabel 9 Hasil perhitungan limpasan

17

Tabel 10 Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit eksisting

21

Tabel 11 Perubahan dimensi saluran

21

Tabel 12 Kecepatan aliran pada simulasi dengan saluran perbaikan

23

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Siklus hidrologi

4

Gambar 2 Peta lokasi penelitian

6

Gambar 3. Jenis saluran drainase

13

Gambar 4. Pemodelan jaringan drainase di cluster Lara Santang

16

Gambar 5. Simulasi aliran curah hujan (mm) dan durasi (jam)

17

Gambar 6. Besar limpasan terhadap waktu (Subcatchment S3)

18

Gambar 7. Profil aliran dari node J1 hingga Out1

18

Gambar 8. Profil aliran dari node J3 hingga Out1

19

Gambar 9. Profil aliran dari node J6 hingga Out2

19

Gambar 10. Debit aliran pada saluran C1 sampai dengan C5

20

xiv

Gambar 11. Debit aliran pada saluran C6 sampai dengan C7

19

Gambar 12. Profil aliran dari node J1 hingga Out1

22

Gambar 13. Profil aliran dari node J3 hingga Out1

23

Gambar 14. Profil aliran dari node J6 hingga Out2

23

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Masterplan Perumahan Pakuan Regency Bogor

27

Lampiran 2 Diagram Alir Penelitian

28

Lampiran 3a Hasil simulasi awal evaluasi saluran drainase

29

Lampiran 3b Hasil simulasi ulang dengan perbaikan dimensi saluran

30

Lampiran 4

31

Contoh perhitungan kapasitas saluran C3

Lampiran 5a RAB untuk pembangunan saluran dimensi awal

33

Lampiran 5b Kurva S untuk pembangunan saluran dimensi awal

34

Lampiran 6a RAB untuk pembangunan saluran perbaikan dimensi

35

Lampiran 6b Kurva S untuk pembangunan saluran perbaikan dimensi

36

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Drainase merupakan salah satu komponen infrastruktur yang penting
untuk menyalurkan kelebihan air. Meningkatnya limpasan karena berkurangnya
daerah resapan air dapat diatasi dengan pembangunan saluran drainase yang
memadai, yang dapat mengalirkan kelebihan air. Pada saat ini keberadaan sistem
drainase merupakan salah satu penilaian infrastruktur perkotaan yang sangat
penting. Kualitas manajemen suatu kota dapat dilihat dari kualitas sistem drainase
yang ada.
Drainase didefenisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang usaha
untuk mengalirkan air yang berlebihan pada suatu kawasan dan sebuah sistem
yang dibuat untuk menangani persoalan kelebihan air baik air yang berada diatas
permukaan tanah maupun air yang berada di bawah permukaan tanah. Kelebihan
air dapat disebabkan oleh intensitas hujan yang tinggi atau akibat dari durasi hujan
yang lama (Wesli 2008). Drainase secara umum menurut Suripin (2004) adalah
suatu tindakan teknis untuk mengurangi kelebihan air, baik yang berasal dari air
hujan, rembesan, maupun kelebihan air irigasi dari suatu kawasan/lahan, sehingga
fungsi kawasan/lahan tidak terganggu dan sistem drainase secara umum adalah
serangkaian bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan/atau membuang
kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan
secara optimal.
Masalah yang sering dihadapi adalah penyediaan saluran drainase masih
sering dianggap sebagai hal yang kurang penting sehingga pembangunan saluran
tidak dilakukan dengan baik dan benar. Hal ini menyebabkan saluran drainase
yang sudah dibuat tidak dapat menampung dan menyalurkan dengan baik seluruh
air buangan. Akibatnya walaupun wilayah tersebut sudah memiliki jaringan
drainase namun masih saja terdapat banyak genangan air bahkan banjir.
Pembangunan yang terlampau cepat pada suatu kota yang berkembang dan tidak
diimbangi dengan pembangunan saluran drainase yang memadai (sebagai salah
satu sarana infrastruktur) akan menyebabkan persoalan drainase yang kompleks.
Pesatnya pembangunan perumahan di Kota Bogor haruslah didukung
dengan infrastruktur yang dapat menunjang dan menjaga lingkungan sekitar
pembangunan seperti saluran air untuk menampung curah hujan agar tidak terjadi
genangan. Tingginya tingkat curah hujan yang terjadi pada Kota Bogor dapat
menimbulkan suatu genangan atau banjir pada suatu daerah. Pada pembangunan
perumahan Pakuan Regency, Kecamatan Bogor Barat yang telah berlangsung
sampai saat ini haruslah memerhatikan lingkungan sekitar pembangunan terutama
pada saluran air. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi kesesuaian saluran
drainase di perumahan Pakuan Regency pada Cluste Lara Santang untuk Blok C3,
D3 dan E3, Kecamatan Bogor Barat, Kota Bogor, Provinsi Jawa Barat. Evaluasi
akan dilakukan dengan menggunakan model EPA SWMM 5.1. Model ini banyak
digunakan untuk menganalisis permasalahan limpasan di daerah perkotaan.

2

Perumusan Masalah
Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis dan mengevaluasi saluran
drainase di Cluster Lara Santang blok C3, D3 dan E3 pada Perumahan Pakuan
Regency, Bogor. Dibutuhkan suatu aplikasi model software untuk mengetahui dan
mensimulisasikan keadaan saluran drainase ke dalam sebuah jaringan yang
terintegritas. Oleh karena itu dalam penelitian ini permasalahan yang akan di
bahas adalah sebagai berikut:
1. Pemodelan jaringan drainase eksisting ke dalam model SWMM 5.1
2. Identifikasi terjadinya runoff pada area subcatchment.
3. Identifikasi lokasi-lokasi terjadinya luapan atau banjir.

Tujuan Penelitian
Penelitian analisis dan evaluasi saluran drainase dengan model EPA
SWMM 5.1 pada Cluster Lara Santang untuk blok C3, D3 dan E3 di perumahan
Pakuan Regency, Bogor, dengan tujuan sebagai berikut.
1. Mengidentifikasi kondisi saluran drainase.
2. Menganalisis besarnya limpasan yang terjadi.
3. Menganalisis dan evaluasi kesesuaian jaringan drainase yang ada
dengan besarnya limpasan.

Manfaat Penelitian
Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Memberikan informasi kepada pengembang perumahan Pakuan Regency
Bogor mengenai kondisi jaringan drainase yang ada pada saat penelitian
khususnya pada Cluster Lara Santang.
2. Memberikan informasi untuk memperhitungkan kembali dalam
perancangan dimensi saluran drainase dengan bantuan perangkat program.
3. Sebagai acuan bagi penelitian lanjutan terkait evaluasi dan analisis saluran
drainase perumahan.

Ruang Lingkup Penelitian
1.
2.

3.

Saluran drainase yang diteliti adalah saluran drainase perumahan Pakuan
Regency Bogor pada Cluster Lara Santang.
Data sekunder diperoleh dari instansi yang terkait, yaitu: Data Curah
Hujan 10 Tahun dari BMKG Bogor, dan Masterplan dari Pengembang
Perumahan Pakuan Regency Bogor.
Penelitian dilakukan langsung di lapang dengan melakukan pengukuran
langsung dilapang terhadap saluran eksisting. Pengolahan data dilakukan

3

menggunakan laptop yang disertai oleh perangkat yang mendukung
pengolahan data.

TINJAUAN PUSTAKA
Drainase Perkotaan
Hasmar (2011), drainase secara umum didefenisikan sebagai ilmu
pengetahuan yang mempelajari usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan
dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu. Drainase perkotaan/terapan adalah
ilmu drainase yang diterapkan mengkhusus pengajian pada kawasan perkotaan
yang erat kaitannya dengan kondisi lingkungan sosial budaya yang ada di
kawasan kota. Drainase perkotaan merupakan sistem pengeringan dan pengaliran
air dari wilayah perkotaan yang meliputi: pemukiman, kawasan industry &
perdagangan, sekolah, rumah sakit, lapangan olah raga, lapangan parkir, dan
fasilitas umum lainnya yang merupakan bagian dari sarana kota.
Suripin (2004), mengatakan bahwa drainase berasal dari bahasa inggris
drainage, mempunyai arti mengalirkan, menguraskan, membuang atau
mengalihkan air. Dalam bidang teknik sipil, drainase secara umum dapat
didefenisikan sebagai suatu tindakan teknik untuk mengurangi kelebihan air, baik
yang berasal dari air hujan, rembesan maupun kelebihan air irigasi suatu kawasan/
lahan, sehingga fungsi kawasan/ lahan tidak terganggu. Jadi, drainase menyangkut
tidak hanya air permukaan tapi juga air tanah. Dari sudut pandang yang lain,
drainase adalah salah satu unsur dari prasana umum yang dibutuhkan masyarakat
kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat.
Menurut jenis drainase ditinjau berdasarkan letak bangunannya dapat
dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu drainase permukaan tanah (surface
drainage) dan drainase bawah permukaan (subsurface drainage). Berdasarkan
fungsi dan sistem kerjanya jenis saluran dapat dibedakan menjadi tiga yaitu
Saluran Interseptor (Interceptor Drain), Saluran kolektor ( Collector drain) dan
Saluran konveyor (Conveyor drain). Saluran interceptor adalah saluran yang
berfungsi sebagai pencegah terjadinya pembebanan aliran dari suatu daerah
terhadap daerah lain dibawahnya. Outlet dari saluran ini biasanya di saluran
kolektor atau konveyor atau di lansung drainase alam. Saluran kolektor adalah
saluran yang berfungsi sebagai pengumpul debit yang diperoleh dari saluran
drainase yang lebih kecil dan akhirnya akan dibuang ke saluran konveyor. Saluran
konveyor adalah saluran yang berfungsi sebagai saluran pembawa air buangan
dari suatu daerah ke lokasi pembuangan tanpa harus membahayakan daerah yang
dilalui (Hasmar 2011).

Analisis Hidrologi
Suripin (2004), mengatakan bahwa siklus hidrologi adalah suatu rangkaian
proses yang terjadi dengan air yang terdiri dari penguapan, presipitasi, infiltrasi
dan pengaliran keluar (out flow). Penguapan terdiri dari evaporasi dan transpirasi.
Uap yang dihasilkan mengalami kondensasi dan dipadatkan membentuk awan
yang nantinya kembali menjadi air dan turun sebagai presipitasi. Sebelum tiba di

4

permukaan bumi presipitasi tersebut sebagian langsung menguap ke udara,
sebagian tertahan oleh tumbuh-tumbuhan (intersepsi) dan sebagian mencapai
permukaan tanah. Air yang sampai ke permukaan tanah sebagian akan berinfiltrasi
dan sebagian lagi mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah kemudian mengalir ke
tempat yang lebih rendah (runoff), masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut.
Dalam perjalananya sebagian akan mengalami penguapan. Air yang masuk ke
dalam tanah sebagian akan keluar lagi menuju sungai yang disebut dengan aliran
intra (interflow). Sebagian akan turun dan masuk ke dalam air tanah yang sedikit
demi sedikit dan masuk ke dalam sungai sebagai aliran bawah tanah (groundwater
flow). Susunan peristiwa siklus hidrologi dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Siklus Hidrologi (Suripin 2004)
Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran gerakan
air di alam ini, yang meliputi berbagai bentuk air yang menyangkut perubahanperubahannya antara lain: keadaan zat cair, padat dan gas dalam atmosfer diatas
dan dibawah permukaan tanah, didalamnya tercakup pula air laut yang merupakan
sumber dan penyimpanan air yang mengaktifkan kehidupan di bumi. Analisis
hidrologi tidak hanya diperlukan dalam perencanaan berbagai bangunan air
seperti: bendungan, bangunan pengendali banjir, dan banguanan irigasi, tetapi
juga diperlukan untuk bangunan jalan raya, lapangan terbang dan bangunan
lainnya (Soemarto 1999).
Hujan merupakan komponen yang sangat penting dalam analisis hidrologi
pada perencanaan debit untuk menentukan dimensi saluran drainase. Pengukuran
hujan dilakukan selama 24 jam, dengan cara ini berarti hujan yang diketahui
adalah hujan total yang terjadi selama satu hari. Berdasarkan kepentingan
perencanaan drainase tertentu data hujan yang diperlukan tidak hanya data harian,
akan tetapi juga distribusi jam-jaman atau menitan. Hal ini akan membawa
konsekuensi dalam pemilihan data, dan diajurkan untuk menggunakan data hujan
hasil pengukuran dengan alat ukur otomatis (Wesli 2008).

5

Perlunya dilakukan analisis frekuensi pada curah hujan yang bertujuan
untuk menentukan curah hujan rancangan yang akan digunakan dalam pemodelan.
Curah hujan rancangan merupakan kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam
kala ulang tertentu. Analisis frekuensi yang dilakukan pada penelitian ini dengan
menggunakan teori probability distribution, antara lain Distribusi Normal,
Distribusi Log Normal, Distribusi Log Person Tipe III dan Distribusi Gumbel.

EPA SWMM
(Environmental Protection Agency Storm Water Management Model)
Storm water management model (SWMM) adalah model yang mampu
untuk menganalisa permasalahan kuantitas dan kualitas air yang berkaitan dengan
limpasan daerah perkotaan. SWMM dikembangkan oleh EPA (Einvironmental
Protection Agency – US), sejak 1971 (Huber and Dickinson 1988). SWMM
tergolong model hujan aliran dinamis yang digunakan untuk simulasi dengan
rentang waktu yang menerus atau kejadian banjir sesaat. Model ini paling banyak
dikembangkan untuk simulasi proses hidrologi dan hidrolika di wilayah
perkotaan. Menurut Rossmann (2004), SWMM adalah model simulasi dinamis
dari hubungan antara curah hujan dan limpasan (rainfall-runoff). Model ini
digunakan untuk mensimulasikan kejadian hujan tunggal atau berkelanjutan
dalam waktu lama, baik berupa volume limpasan maupun kualitas air, terutama
pada suatu daerah perkotaan.
SWMM telah diaplikasikan secara luas untuk pemodelan kuantitas dan
kualitas air di wilayah perkotaan Amerika Serikat, Kanada, Eropa dan Australia.
Model ini telah digunakan untuk analisa hidrolika yang komplek dalam masalah
saluran pembuangan (sewer), manajemen jaringan drainase dan studi berbagai
permasalahan polusi (Huber 1992). Tsihrintzis (1995) memberikan contoh
aplikasi SWMM pada empat daerah aliran sungai di South Florida dengan
karakteristik daerah perkotaan yang berbeda dari segi prosentase pemukiman,
pusat perbelanjaan dan tata guna lahan. Model ini juga terus dikembangkan dan
disempurnakan untuk memberikan fasilitas pemecahan masalah saat ini.
Aplikasi model SWMM ini dapat digunakan untuk beberapa hal antara
lain perencanaan dan dimensi jaringan pembuang untuk pengendalian banjir serta
perencanaan daerah penahan sementara untuk pengendalian banjir. Selain itu juga
dapat digunakan untuk pemetaan daerah genangan banjir. SWMM menghasilkan
volume dan kualitas limpasan yang diteruskan dari masing – masing
subcatchment, dengan kecepatan aliran, kedalaman aliran, dan kualitas air pada
masing – masing pipa dan saluran selama periode simulasi yang terdiri dari
berbagai tahapan waktu. Program ini juga menghitung berbagai proses hidrologis
yang memperhatikan limpasan dari daerah perkotaan, yaitu curah hujan dengan
variasi waktu, evaporasi dari permukaan air, akumulasi salju dan mencairnya,
curah hujan yang tertampung di daerah tampungan, infiltrasi dari curah hujan

6

yang masuk ke lapisan tanah tidak jenuh air, perkolasi dan infiltrasi ke dalam
lapisan air tanah, aliran bawah antara air tanah, dan sistem drainase.

METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Maret 2015 - Juni 2015. Saluran
drainase yang dianalisis adalah saluran drainase yang berada di perumahan
Pakuan Regency, Kecamatan Bogor Barat, Kota Bogor, Provinsi Jawa Barat
(Gambar 2). Pengolahan data dilakukan di lingkungan kampus Institut Pertanian
Bogor, Dramaga Bogor, Jawa Barat.

Gambar 2. Peta lokasi penelitian

Peralatan dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data primer dan
data sekunder. Data primer bersumber dari observasi lapangan dan pengukuran
secara langsung di lapangan yang mencakup data karakteristik saluran dan sistem
jaringan drainase di kawasan perumahan Pakuan Regency, Kelurahan Margajaya
dan Kelurahan Balumbang Jaya, Kecamatan Bogor Barat, Kota Bogor, Provinsi
Jawa Barat. Data sekunder yang digunakan berupa data intensitas hujan harian
maksimum 10 tahun, peta tutupan lahan, peta masterplan perumahan dan daftar
harga Bogor tahun 2013. Alat yang digunakan yaitu kompas, theodolite, target
rod, patok, notebook, alat tulis, kalkulator, dan software EPA SWMM 5.1.

7

Metode Penelitian
Penelitian mengenai analisis dan evaluasi saluran drainase dilakukan
dengan langkah-langkah, terdiri dari :
1. Studi pustaka
Metode studi pustaka dilakukan untuk mendapatkan informasi
yang dibutuhkan dalam menganalisis permasalahan yang diteliti. Studi
pustaka ini dapat diperoleh dalam bentuk publikasi ilmiah atau jurnal,
laporan penelitian yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku
yang menerangkan tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis
permasalahan.
2. Tahap persiapan
Pada tahap persiapan dilakukan survey lokasi, proses indetifikasi
masalah, data, bahan dan alat apa yang diperlukan dalam penelitian ini.
3. Pengumpulan data
Data yang dibutuhkan berupa data primer dan data sekunder. Data
primer dikumpulkan melalui survei yang dilakukan di wilayah
penelitian. Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendapatkan
data-data yang dibutuhkan dalam menganalisis saluran drainase yang
ada di tempat penelitian.
4. Pengolahan data
Pengolahan data menggunakan data primer dan data sekunder
untuk mebuat pemodelan saluran drainase. Data primer yang digunakan
adalah kondisi eksisting jaringan drainase yang meliputi jenis saluran,
panjang saluran, lebar saluran, kedalaman saluran, elevasi saluran dan
batas daerah tangkapan air untuk setiap subcatchment. Sementara data
sekunder meliputi data curah hujan harian, peta tutupan lahan, dan peta
lokasi studi.
Dalam simulasi pemodelan data-data yang digunakan antara lain :
a. Rain Gague
Dalam software EPA SWMM Rain Gauge merupakan data
penyedia curah hujan yang digunakan untuk satu atau lebih
subcathment. Data curah hujan didefenisikan sebagai time series pada
software. Data curah hujan pada Rain Gauge didapat dari hasil
perhitungan curah hujan renca dengan menggunakan analisis
frekuensi distribusi dan distribusi probalitas.
b. Subcatchment
Subcatchment merupakan daerah topografi dan sistem drainase
yang mengalirkan langsung aliran permukaan menuju suatu titik aliran
outlet. Parameter subcatchment yang digunakan untuk pemodelan
software EPA SWMM yaitu luas subcatchment, presentase
kemiringan subcatchment, panjang pengaliran, Outlet, Raingague,
persentase luas daerah kedap air dan presentase dari impervous area
tanpa depression storage.
Pada subcatchment terdapat dua macam jenis area, yaitu
impervious (kedap air) dan previous (dapat dilalui air). Pada daerah
impervious terdiri dari dua daerah yaitu depression storage dan non
depression storage. Nilai depression storage terlihat pada Tabel 1.

8

Tabel 1. Nilai Depression storage
Impervious surface

0.05 – 0.10 inch

Lawns

0.10 – 0.20 inch

Pasture

0.2 inch

Forest litter

0.3 inch

Metode perhitungan infiltrasi pada pervious area menggunakan
metode Horton seperti pada Persamaan (1) (Rossman 2004).
Fp = Fc + ( Fo – Fc) e-kt ..............................................................(1)
Keterangan :
Fp = angka infiltrasi dalam tanah (mm/jam)
Fo = harga infiltrasi maksimum (mm/jam) (Tabel 2)
Fc = harga infiltrasi minimum (mm/jam) (Tabel 3)
t = lama hujan (det)
k = koefisien penurunan head (l/det)
Untuk nilai infiltrasi dari kondisi tanah memiliki dua nilai harga yaitu
harga infiltrasi maksimum (Tabel 2) dan harga infiltrasi minimum
(Tabel 3).

No.

1.

2.

3.

Tabel 2. Harga infiltrasi maksimum dari berbagai kondisi tanah
Harga infiltrasi
Kondisi tanah
Jenis tanah
Kering dengan sedikit atau tidak ada
tumbuhan

Tanah berpasir
Tanah lempung
Tanah liat

5 mm/jam
3 mm/jam
1 mm/jam

Kering dengan banyak tumbuhan

Tanah berpasir
Tanah lempung
Tanah liat

10 mm/jam
6 mm/jam
2 mm/jam

Tanah lembab

Tanah berpasir
Tanah lempung
Tanah liat

1.25 mm/jam
1 mm/jam
0.33 mm/jam

Sumber : Rossmann (2004)

9

Tabel 3. Harga infiltrasi minimum dari berbagai kondisi tanah
Kel

A

B

C

D

Pengertian

Infiltrasi minimum

Potensi limpasan yang rendah. Tanah
mempunyai tingkat infiltrasi yang tinggi
meskipun ketika tergenang dan kedalaman
geangan
yang
tinggi,
pengeringan/
penyerapan baik unsur pasir dan batuan
Tanah yang mempunyai tingkat infiltrasi
biasa/medium
ketika
tergenang
dan
mempunyai tingkat kedalaman genangan
medium, pengeringan dengan keadaan biasa
didapat dari moderately fine to moderately
coarse
Tanah mempunyai tingkat infiltrasi rendah
jika lapisan tanah untuk pengaliran air
dengan tingkat tekstur bias ke tekstur baik.
Contoh lempung, pasir bernalau
Potensi limpasan yang tinggi. Tanah
mempunyai tingkat infiltrasi rendah ketika
tergenang
Sumber: Rossmann (2004)

> 0.45

0.30 – 0.15

0.15 – 0.05

0.05 – 0.00

Debit outflow dari limpasan subcatchment dihitung dengan persamaan
Manning (2) dan (3) :
⁄

⁄

................................................................................(2)
Q = V. A ............................................................................................(3)
Keterangan :
V = kecepatan aliran (m/det)
n = koefisien Manning
= kemiringan lahan
R = Jari-jari hidrolis
� = Debit (m3/detik)

A = Luas penampang saluran terbasahkan (m2)

c. Conduit
Conduit adalah saluran atau pipa yang menyalurkan air dari node
satu ke node lainnya. EPA SWMM menyediakan berbagai macam
bentuk conduit yang digunakan dilapangan. Perhitungan debit pada
conduit menggunakan persamaan (2) dan (3). Conduit memiliki harga
koefisien kekasaran manning n yang berbeda menurut tipe saluran dan
jenis bahan yang digunakan pada saluran (Tabel 4).

10

Tabel 4. Tipikal harga koefisien kekasaran Manning, n
Harga n
Tipe saluran dan jenis bahan
Minimum Normal Maksimum

No.
1.

Tanah, lurus dan seragam
 Bersih baru
 Bersih telah melapuk
 Berkerikil
 Berumput pendek, sedikit
tanaman pengganggu

2.

0,016
0,018
0,022
0,022

0,018
0,022
0,025
0,027

Saluran alam
 Bersih lurus
0,025
0,030
 Bersih, berkelok-kelok
0,033
0,040
 Banyak tanaman pengganggu
0,050
0,070
 Dataran banjir berumput
0,025
0,030
pendek – tinggi
0,035
0,050
 Saluran di belukar
Beton
 Gorong-gorong lurus dan
0,010
0,011
bebas dari kotoran
 Gorong-gorong dengan
0,011
0,013
lengkungan dan sedikit
kotoran/gangguan
 Beton dipoles
0,011
0,012
 Saluran pembuang dengan bak
0,013
0,015
kontrol
Sumber : Pedoman perencanaan drainase jalan 2006

3.

0,020
0,025
0,030
0,033

0,033
0,045
0,08
0,035
0,07
0,013
0,014

0,014
0,017

d. Junction dan Outfall Node
Junction node adalah node – node sistem drainase yang berfungsi
untuk menggabungkan satu saluran dengan saluran yang lain. Secara
fisik dapat menunjukan pertemuan dua saluran atau sambungan pipa.
Outfall node adalah titik pemberhentian dari sistem drainase yang
digunakan untuk menentukan batas hilir (downstream).
5.

Analisis data
Analisis data dilakukan pada tiga analisis yaitu menganalisis
daerah previous dan impervious, menganalisis data hidrologi, dan
menganalisis dengan model SWMM 5.1.
a. Analisis Daerah Previous dan Impervious
Analisis daerah previous dan impervious merupakan analisis yang
dilakukan untuk mengetahui luas daerah atau lahan yang mengalami
kedap air atau impervious dan daerah yang tidak mengaami kedap air
atau previous. Untuk melakukan analisis ini dilakukan dengan dua cara
yaitu pengukuran langsung di lapangan dan melakukan analisis pada
peta tutupan lahan perumahan dengan menggunakan bantuan perangkat
Google Earth. Dari hasil analisis dihitung persentase area previous dan

11

impervious untuk setiap subcatchment sebagai nilai input data dalam
properti subcatchment.
b. Analisis Hidrologi
Analisis hidrologi dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah
hujan rencana yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series
untuk property Rain gauge. Curah hujan rencana merupakan
kemungkinan tinggi hujan yang terjadi dalam kala ulang tertentu
sebagai hasil dari rangkaian analisis hidrologi yang biasa disebut
analisis frekuensi curah hujan (Harto 1993). Pada analisis ini diperlukan
data curah hujan harian maksimum untuk mendapatkan curah hujan
rencana.
Analisis frekuensi curah hujan bertujuan untuk mencari hubungan
antara besarnya suatu kejadian ekstrem (maksimum atau minimum) dan
frekuensinya berdasarkan distribusi probabilitas. Analisis frekuensi
yang dilakukan dengan menggunakan teori probability distribution,
antara lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Log
Person Tipe III dan Distribusi Gumbel. Untuk selanjutnya dalam
penentuan jenis distribusi yang digunakan dilakukan melalui
perhitungan uji kecocokan berdasarkan Uji Chi Kuadrat.
c. Analisis dengan Model SWMM 5.1
1. Pembagian subcatchment
Langkah awal dalam penggunaan SWMM 5.1 adalah
pembagian subcatchment berdasarkan pada area penelitian.
Pembagian tersebut dilakukan berdasarkan pada elevasi lahan dan
pergerakan limpasan ketika terjadi hujan.
2. Pembuatan Model Jaringan
Pembuatan model jaringan dilakukan berdasarkan sistem
jaringan drainase yang ada di lapangan. Model jaringan ini terdiri
dari subcatchment, node junction, conduit, outfall node, dan
raingauge. Setelah model jaringan selanjutnya dimasukkan semua
nilai parameter yang dibutuhkan untuk semua properti tersebut.
3. Simulasi Respon Aliran pada Time Series
Simulasi respon aliran pada time series dilakukan untuk
melihat respon debit aliran terhadap waktu berdasarkan sebaran
curah hujan. Nilai yang dimasukkan adalah nilai sebaran curah
hujan terhadap waktu dengan total nilai sesuai dengan curah hujan
rancangan hasil dari analisis hidrologi.
4. Simulasi model
Simulasi ini dilakukan setelah model jaringan drainase dan
semua parameter berhasil dimasukkan. Simulasi dapat
dikatakan berhasil jika continuity error < 10%. Dalam simulasi
SWMM menghitung debit banjir dengan cara memodelkan
suatu sistem drainase. Penelitian ini dilakukan fokus kepada
perhitungan metode aliran permukaan dan infiltrasi untuk
mendapatkan hidrograf. Aliran permukaan per unit area (Q)
terjadi jika air yang ada didalam tanah mencapai maksimum
dan tanah menjadi jenuh. Nilai Q dapat dihitung dengan

12

persamaan (4). Selanjutnya limpasan yang terjadi (Q) akan
mengalir melalui conduit atau saluran yang ada.

�

…………………………………...(4)

Keterangan :
Q = debit aliran yang terjadi (m3/det)
A = luas subcatchment (m2)
n = koefisien kekasaran Manning
d = kedalaman air (m)
dp = kedalaman air tanah (m)
S = kemiringan subcatchment
6. Output SWMM 5.1
Output dari simulasi ini antara lain kontinuitas kuantitas limpasan,
kontinuitas rute aliran, indeks ketidakstabilan aliran tertinggi, waktu antar
rute, kedalaman node, node aliran, biaya tambahan node, banjir pada node,
limbah buangan , sambungan aliran, dan biaya tambahan saluran yang
disajikan dalam laporan statistik simulasi rancangan.
7. Visualisasi hasil
Visualisasi hasil yang ditampilkan berupa skema jaringan hasil
output dari simulasi, profil aliran pada beberapa saluran utama dan
diketahui tergenang, dan grafik aliran yang terjadi pada saluran.
8. Penyusunan laporan akhir
Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan akhir yang berisi
keseluruhan proses yang sudah dikerjakan. Tahapan penelitian secara lebih
jelas seperti disajikan dalam bagan alir pada Lampiran 2.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar Umum Lokasi Penelitian
Pakuan Regency merupakan perumahan yang terletak di daerah
Kecamatan Bogor Barat, Provinsi Jawa Barat. Daerah perumahan Pakuan
Regency merupakan daerah peralihan lahan dari lahan pertanian menjadi lahan
perumahan. Perumahan yang terletak di jalan Raya Dramaga Bogor berada pada
lokasi yang sangat stategis. Perumahan didukung pembangunan jalan tol Bogor
Ring Road yang melalui kawasan Dramaga yang mempermudah akses ke Jakarta.
Perumahan ini terdiri dari Sembilan cluster dan empat area komersial. Pakuan
Regency merupakan salah satu dari proyek yang dimiki PT. Mitramandala
Semestapusaka sebagai developer.
Berdasarkan observasi lapang diketahui bahwa sistem drainase pada
perumahan ini berupa saluran tertutup atau saluran gorong-gorong. Saluran
tersebut terdiri dari empat jenis dimensi atau diameter saluran yaitu 40 cm untuk

13

saluran pembawa, 60 cm untuk saluran pengumpul I dari saluran pembawa, 80 cm
untuk saluran pengumpul II dari saluran pembawa dan 100 cm untuk saluran
pembuang ke sungai. Saluran pembawa berfungsi untuk mengalirkan buangan
limpasan yang keluar langsung dari subcatchment area berupa bangunan rumah,
jalan, dan taman bermain. Keselurahan jenis saluran drainase memiliki besar
dimensi yang sama pada setiap cluster nya.

(a)

(c)

(b)

(d)

Gambar 3. Jenis saluran drainase (a) diameter 40 cm, (b) diameter 60 cm, (c)
diameter 80 cm, (d) bak kontrol

Saluran drainase pada perumahan ini seluruhnya terbuat dari beton dan
elevasi lahan pada cluster Lara Santang yang tergolong curam. Elevasi yang
curam membuat kecepatan aliran air semakin tinggi. Limpasan air hujan yang
berasal dari jalan dialirkan ke bak kontrol pada saluran melalui pipa PVC dengan
diameter 4 inci.

14

Analisis Hidrologi Curah Hujan Rencana
Analisis hidrologi dilakukan untuk mendapatkan besar nilai curah hujan
rencana yang akan dijadikan sebagai nilai input pada time series untuk property
Rain gauge. Curah hujan rencana merupakan kemungkinan tinggi hujan yang
terjadi dalam kala ulang tertentu sebagai hasil dari rangkaian analisis hidrologi
yang biasa disebut analisis frekuensi curah hujan (Harto 1993). Pada analisis ini
diperlukan data curah hujan harian maksimum untuk mendapatkan curah hujan
rencana. Dalam penelitian ini digunakan data curah hujan harian untuk wilayah
Dramaga dari tahun 2004-2013 yang didapatkan dari Badan Meteorologi,
Klimatologi, dan Geofisika (BMKG). Curah hujan rencana dihitung berdasarkan
data curah hujan harian selama 10 tahun seperti terlihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Curah hujan harian maksimum Dramaga
Tahun

CH Maksimum
(mm)

Tahun

2004
141.6
2009
2005
126.5
2010
2006
136.4
2011
2007
155.5
2012
2008
104.5
2013
Sumber : Stasiun Klimatologi Dramaga Bogor

CH Maksimum
(mm)
115.1
144.5
97.6
123.1
136.8

1. Analisis Frekuensi dan Probalitas
Suripin (2004) mengatakan tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah
berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrem yang berkaitan dengan
frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Berdasarkan
data curah hujan harian maksimum pada Tabel 5 dihitung nilai analisis frekuensi
curah hujan rencana. Analisis frekuensi yang dilakukan pada penelitian ini antara
lain Distribusi Normal, Distribusi Log Normal, Distribusi Person Tipe III,
Distribusi Log Person Tipe III dan Distribusi Gumbel. Hasil perhitungan curah
hujan rencana untuk berbagai jenis distribusi disajikan dalam Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Perhitungan Curah Hujan Rencana
Analisa Frekuensi Curah Hujan Rencana (mm/hari)
Periode
Ulang

Normal

Log Normal

Gumbel

Log Person III

Tr2

128.16

126.93

125.68

128.97

Tr5

143.57

143.78

147.58

143.19

Tr10

151.65

153.47

162.09

149.97

Tr25

156.95

160.19

180.41

156.62

Tr50

165.78

172.05

194.01

160.57

Tr100

170.91

179.35

207.50

163.90

15

2. Uji Kecocokan
Pengujian parameter sangat diperlukan untuk menguji kecocokan (the
goodness of fittest test) distribusi frekuensi sampel data terhadap fungsi distribusi
peluang yang diperkirakan dapat menggambarkan atau mewakili distribusi
frekuensi tersebut (Suripin 2004). Pengujian parameter yang digunakan adalah
rata-rata % error dan standar deviasi. Hasil perhitungan dari uji kecocokan dapat
dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Perbandingan Uji Kecocokan Jenis Distribusi
Jenis Uji Kecocokan
No.
Jenis Distribusi
Rata-rata % Error
Deviasi
6.34
15.54
1
Normal
7.79
19.09
2
Log Normal
12.41
30.39
3
Gumbel
5.28
12.93
4
Log Person III
Berdasarkan hasil perhitungan uji kecocokan diketahui bahwa jenis
ditribusi yang memiliki nilai error dan deviasi terkecil adalah jenis distribusi Log
Person III. Pada Tabel 6 didapat curah hujan rencana yang digunakan sebagai
curah hujan dasar dalam simulasi dan perencanaan adalah sebesar 143.19 mm/hari
dengan lama hujan sebesar 6 jam/hari. Nilai tersebut didapatkan untuk periode
ulang yang diambil adalah sebesar 5 tahun sesuai dengan peruntukan drainase
saluran untuk daerah tangkapan air lebih kecil dari 10 ha (KEMENPU 2011 ).

Analisis dengan pemodelan SWMM 5.1
1. Pembagian Subcatchment
Cluster Lara Santang pada perumahan Pakuan Regency terbagi atas 3
subcatchment yang dibagi dengan melihat pertimbangan elevasi dan aliran air
pada saat terjadinya hujan. Pada cluster ini sebagian besar subcatchment memiliki
daerah impervious sekitar 79% karena area jalan dilapisi beton dan sedikit daerah
pervious yang berupa halaman rumah dan taman. Nilai karakteristik subcatchment
dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Nilai karakteristik subcatchment cluster Lara Santang
Nama
Subcatchment
A (m2)
Saluran
% Imperv
pengeluaran
Blok E3
S1
10212
C1
95
Blok D3
S2
8002
C2
95
Blok C3
S3
5850
C6
95

% Prev
5
5
5

16

2. Pembuatan Model Jaringan
SWMM merupakan software yang digunakan untuk melakukan simulasi
pemodelan jaringan drainase. Simulasi pemodelan jaringan menggunakan
software SWMM 5.1. Sistem jaringan drainase yang ada di lapangan dimodelkan
ke dalam SWMM menjadi beberapa bagian. Karakteristik jaringan drainase yang
dimasukkan ke dalam pemodelan adalah subcatchment area, junction, conduit,
dan outfall nodes. Kawasan Cluster Lara Santang memiliki 3 subcatchment, 7
junction, 7 conduit, dan 2 outfall node. Hasil pemodelan dari jaringan drainase
pada SWMM untuk kawasan tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Pemodelan jaringan drainase di cluster Lara Santang
3. Simulasi Aliran pada Time Series
Pemodelan SWMM selanjutnya adalah melakukan pemodelan simulasi
aliran. Menurut Ningsih (2013), curah hujan disiimulasikan dengan menggunakan
penelitian yang telah dilakukan oleh Darmadi (1993 dalam Ningsih 2013).
Simulasi aliran ini dilakukan dengan menggunakan data curah hujan rencana yang
telah didapatkan dari hasil analisis hidrologi sebelumnya yaitu sebesar 143.19
mm/hari maka dilakukan simulasi aliran sebagai respon curah hujan terhadap
durasi. Hasil yang didapat dari simulasi ditunjukkan pada Gambar 5.

Aliran Curah Hujan (mm)

17

Lama Hujan (Jam)

Gambar 5. Simulasi aliran curah hujan (mm) dan durasi (jam)
4. Simulasi Model
Simulasi model ini dilakuakan setelah pemodelan jaringan drainase telah
di simulasikan sesuai dengan observasi lapang. Dari simulasi yang dilakukan
didapatkan hasil kualitas simulasi pada Cluster Lara Santang untuk limpasan dan
penelusuran aliran masing-masing -0.46% dan 0.00%. Menurut Rossman (2004),
jika continuity error mencapai 10%, maka analisisnya diragukan. Maka dari hasil
simulasi yang didapat termasuk baik. Dari total hujan 143 mm, tiap subcatchment
menunjukkan bahwa total infiltrasi cukup kecil (antara 0.61 - 1.74 mm) per
subcatchment dan sisanya menjadi limpasan. Hal ini disebabkan karena sebagian
besar merupakan lahan impervious. Hasil simulasi limpasan yang terjadi pada tiap
subcatchment disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9. Hasil perhitungan limpasan
Subcatchment
S1
S2
S3

Total Hujan
(mm)
143
143
143

Total infiltrasi
(mm)
0.15
0.14
0.14

Total
limpasan
(mm)
142.53
142.55
142.57

Limpasan
puncak
(liter/detik)
254.37
199.80
146.07

Hasil simulasi perhitungan limpasan menunjukkan besarnya total limpasan
pada setiap subcatchment diakibatkan cukup besarnya daerah impervious untuk
masing-masing subcatchment. Tingginya limpasan daerah impervious di Cluster
Lara Santang yang diakibatkan cukup besarnya daerah impervious, namun tidak
mengakibatkan terjadinya luapan pada jaringan saluran drainase. Limpasan
puncak untuk setiap subcatchment menggambarkan nilai debit limpasan puncak
berdasarkan distribusi curah hujan terhadap waktu yang telah dimodelkan dalam
time series. Salah satu contoh pergerakan debit limpasan terhadap waktu untuk
subcatchment dapat dilihat pada Gambar 6 untuk contoh subcacthment S3.

18

Gambar 6. Besar limpasan terhadap waktu (Subcatchment S3)
Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada pukul 01.00 mulai terjadi
limpasan puncak pada setiap subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 5.
Pada Cluster Lara Santang ini tidak terdapat saluran dan node yang meluap. Hasil
simulasi menunjukkan pada pukul 01.15 mulai terjadi limpasan pada setiap
subcatchment seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8. Kemudian pukul 02.00
limpasan permukaan pada setiap subcatchment mulai berkurang.
Hasil dari simulasi yang dilakukan menggunakan SWMM 5.1 dapat dilihat
ketinggian aliran maksimum pada beberapa saluran. Profil aliran pada saluran drainase
ditunjukkan pada Gambar 7-9. Dari hasil simulasi untuk seluruh profil aliran tidak terjadi
luapan karena ketinggian aliran maksimum masih berada di bawah ketinggian saluran.
Kemiringan saluran yang curam sangat baik untuk mempercepat aliran air untuk dialirkan
ke outfall node sehingga tidak mengakibatkan terjadinya penggenangan air hujan pada
saluran.

Gambar 7. Profil aliran dari node J1 hingga Out1

19

Gambar 8. Profil aliran dari node J3 hingga Out1

Gambar 9. Profil aliran dari node J6 hingga Out2
Profil aliran dari hasil simulasi pada saluran menunjukkan bahwa beberapa
saluran mengalami over capacity atau kapasitas yang berlebih pada saluran. Over
capacity pada saluran menunjukkan bahwa tinggi muka air maksimal pada saluran
drainase masih berada dibawah freebord pada saluran. Saluran drainase yang
mengalami over capacity yaitu C3, C4, C5, C6 dan C7.
Selain itu grafik aliran juga dapat dilihat sebagai hasil dari simulasi. Grafik
aliran pada masing-masing arah jaringan saluran hingga menuju ke outlet dapat
dilihat pada Gambar 10 dan 11.

20

Gambar 10. Debit aliran pada saluran C1 sampai dengan C5

Gambar 11. Debit aliran pada saluran C6 sampai dengan C7
Hasil simulasi dari grafik debit aliran untuk pergerakan debit aliran yang
ditunjukkan pada Gambar 7 dan 8 terlihat bahwa aliran mencapai maksimum pada
jam 02.00 dengan debit aliran mencapai 450 liter/detik untuk saluran C5 dan 150
liter/detik untuk saluran C6 dan C7. Ketinggian aliran kemudian turun setelahnya
hingga mencapai kering. Untuk saluran C2, C3, dan C4 pada Gambar 7 terlihat
bahwa pada ketiga saluran ini memiliki debit aliran sama. Pada saluran C6 dan C7
juga memiliki debit aliran yang sama. Secara umum gerak aliran yang
divisualisasikan pada grafik tersebut sudah menunjukkan sistem yang cukup baik.

21

5. Evaluasi dan Perbaikan Sistem Drainase
Hasil simulasi yang sebelumnya, menunjukkan bahwa terjadi over
capacity pada beberapa saluran sehingga perlu dilakukan evaluasi terhadap
saluran drainase. Saluran drainase yang mengalami over capacity yaitu C3, C4,
C5, C6, dan C7. Dari hasil perhitungan secara manual juga dapat dibuktikan
bahwa saluran tersebut mengalami over capacity. Perhitungan secara manual yang
dilakukan untuk saluran C3 dengan dimensi saluran eksisting berdiameter 60 cm
dapat menampung debit aliran sebesar 1.37 m3/detik. Sementara debit hasil
simulasi SWMM 5.1 untuk saluran C3 sebesar 0.20 m3/detik. Contoh perhitungan
dapat dilihat pada Lampiran 4. Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit hasil
perhitungan secara manual terlihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Perbedaan hasil debit simulasi dengan debit maksimum.
Nama
Q Simulasi (m3/detik) Q maksimum (m3/detik) Diameter (m)
Saluran
0.6
C3
0.200
1.370
0.6
C4
0.200
1.370
0.8
C5
0.454
2.681
0.4
C6
0.146
0.532
0.8
C7
0.146
2.681
Perhitungan yang dilakukan pada Tabel 9 untuk menentukan besar
kapasitas saluran drainase menggunakan Pedoman Perencanaan Drainase Jalan
2006 (Pd. T-02-2006-B) yang didasarkan pada SNI 03-3424-1994 tentang tata
cara perencanaan drainase permukaan jalan dan SNI 02-2406-1991 tentang tata
cara perencanaan umum drainase perkotaan. Dari perhitungan menggunakan Pd.
T-02-2006-B dibandingkan dengan simulasi SWMM didapat dimensi saluran
drainase yang terlihat pada Tabel 11.
Hasil perubahan dimensi saluran pada Tabel 11 didapat dimensi diameter
saluran yang akan digunakan. Masing-masing dimensi diameter saluran yang
digunakan yaitu C3 sebesar 0.4 meter, C4 sebesar 0.4 meter, C5 sebesar 0.5 meter,
C6 sebesar 0.3 meter, dan C7 sebesar 0.4 meter. Saluran C3 merupakan saluran
pengumpul dari saluran C2 dengan diameter 0.4 meter, sehingga saluran C3
menggunakan diameter 0.4 meter. Pada saluran C4 menggunakan simulasi
SWMM dengan diameter 0.3 meter saluran mengalami luapan, sehingga untuk
saluran C4 menggunakan diameter 0.4 meter. Saluran C5 merupakan saluran
outfall untuk subcatchment S1 dan S2, juga sebagai saluran pengumpul dari
saluran C1, C2, C3, dan C4. Berdasarkan fungsi saluran C5 diameternya haruslah
lebih besar dari saluran C1, C2, C3, dan C4, sehingga diameter saluran C5 sebesar
0.5 meter. Pada saluran C6 untuk diameter 0.2 meter saluran meluap sehingga
digunakan diameter 0.3 meter. Untuk saluran C7 merupakan saluran sebagai
outfall pada subcatchment S3 dan saluran pengumpul dari saluran C6.
Berdasarkan fungsinya saluran C7 diameternya haruslah lebih besar dari saluran
C6, sehingga diameter untuk saluran C7 sebesar 0.4 meter. Hasil perubahan
dimensi, dilakukan kembali simulasi dengan menggunakan EPA SWMM 5.1
untuk memperlihatkan profil tinggi muka air pada saluran. Profil muka air setelah
dilakukan perubahan pada saluran terlihat pada Gambar 12-14.

22

Tabel 11. Perubahan dimensi saluran
Q Simulasi Dimensi Saluran
Nama
(m3/detik)
Perubahan
Saluran
Diameter (m)
0.6
0.5
C3
0.200
0.4
0.3
0.6
0.5
C4
0.200
0.4
0.3
0.8
0.7
C5
0.454
0.6
0.5
0.4
C6
0.146
0.3
0.2
0.8
0.7
0.6
C7
0.146
0.5
0.4
0.3

Q Perhitungan
(m /detik)

Hasil Simulasi
SWMM

1.370
0.895
0.532
0.272
1.370
0.895
0.532
0.272
2.681
1.963
1.370
0.895
0.532
0.272
0.106
2.681
1.963
1.370
0.895
0.532
0.272

Tidak meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap
Tidak Meluap

3

Gambar 12. Profil aliran dari node J1 hingga Out1

23

Gambar 13. Profil aliran dari node J3 hingga Out1

Gambar 14. Profil aliran dari node J6 hingga Out2
Kemiringan pada saluran yang curam mengakibatkan tingginya kecepatan
aliran air pada saluran. Kecepatan aliran air yang diijinkan pada saluran menurut
SNI 02-2406-1991 antara 0.6 m/detik sampai 2 m/detik, sementara kecepatan
aliran pada setiap saluran melebihi kecepatan yang diijinkan. Kecepatan aliran
pada setiap saluran terlihat pada Tabel 12.
Hasil perhitungan untuk saluran C3, C4, C5, C6 dan C7 yang telah
dilakukan, didapatkan perbandingan total rincian anggaran biaya (RAB) untuk
pembangunan saluran drainase dimensi awal dengan dimensi optimal. Rincian
biaya bangunan untuk dimensi saluran awal sebesar Rp 62,485,312.00 dan
rincian anggaran biaya bangunan untuk dimensi saluran optimal sebesar
Rp46,113,312.00, sehingga selisih biaya sebesar Rp 16,372,000.00. Hasil

24

perhitungan rincian anggaran biaya terlihat pada Lampiran 5a dan 6a. Besar
selisih biaya pembangunan pada saluran merupakan biaya yang dapat
diefesiensikan pada saluran. Menurut Ningsih (2013), perlunya dikembangkan
konsep dasar pembangunan drainase berkelanjutan dimana di fokuskan pada
penigkatan daya guna air, meminimalkan kerugian, serta memperbaiki dan
konservasi lingkungan.
Tabel 12. Kecepatan aliran pada simulasi dengan saluran perbaikan
Nama Saluran
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7

Kecepatan Simulasi
(m/detik)
3.31
2.75
5.64
2.63
6.01
3.05
6.13

Kecepatan Perbaikan
(m/detik)
6.13
6.05
6.13
6.13
6.60
5.57
6.13

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan








Berdasarkan pengukuran yang dilakukan di lapangan didapatkan saluran
drainase adalah saluran tertutup atau saluran gorong-gorong dengan
ukuran dimensi saluran 40 cm, 60 cm, 80 cm dan 100 cm.
Hasil dari simulasi pemodelan SWMM 5.1, curah hujan rencana seb